针对国家发展进入新时代，党的十八、十九大相继提出“五位一体”的国家发展总体布局和“创新、协调、绿色、开放、共享”的发展理念，深入实施创新驱动发展战略[1]．长江流域横跨我国19省市，人口和经济总量均超过全国的40%，并包含以西南山区为代表的多个中国生物多样性热点地区，保护对象有桫椤、大鲵、扬子鳄等多种国家一级保护动植物，因此长江流域之于我国有重要的生态地位、较强的综合实力和巨大的发展潜力，在国家发展格局中的战略地位非常突出，目前长江经济带建设已上升为国家战略．习近平总书记多次强调推动长江经济带发展必须走“生态优先、绿色发展之路”，涉及长江的一切经济活动都要以不破坏生态环境为前提，共抓大保护、不搞大开发，共同努力把长江经济带建成生态更优美、交通更顺畅、经济更协调、市场更统一、机制更科学的黄金经济带[1]．然而，当前长江流域生态环境状况形势严峻，生物多样性丢失、水质污染、区域发展不平衡等问题制约着整个长江流域的绿色可持续发展．长江拥有独特的生态系统，是我国重要的生物资源宝库，亦是地球上极其宝贵的淡水生物基因库，对于维系生物多样性和生态平衡、保障国家生态安全有不可替代的重要作用．目前国家和地方层面均发布了许多长江流域生物资源与生态环境保护相关政策，在这些政策支持下，近年来的各方面的环境问题得到了有效改善，但仍有进一步优化的空间[2]．此外，长江经济带的绿色发展亦存在产业转型升级任务艰巨、区域协作机制尚不健全等问题[3]．为寻求有针对性的科学解决方案，以推动长江经济带走出一条生态优先、绿色发展之路，以华中科技大学潘垣院士为首，提出了“长江流域生物物种资源(含基因)库及生态环境保障设施”立项调研，以期为将来启动全流域生物资源和生态环境普查，整合和构建统一的区域大保护、生态功能区建设和适度开发利用模式提供数据和基本依据，为长江流域的绿色可持续发展提供科技条件支撑．本研究就有关问题开展系统咨询调研，论证了事关长江经济带生态可持续发展的主要建设内容．1 研究对象本研究将长江流域的生态发展分为五个方面进行调查研究，分别为：生物资源本底资料调查现状与数据库建设，包括各类野生动植物资源与农业生物资源的本底资料、生存环境状况、野生资源与生态环境数据库；生态环境监测、保护与可持续利用，包括保护区的建设与生态环境监测现状等；自然灾害预警与应对，包括目前已有的预警手段与技术调查；污染物治理与无害化处理，主要为对废水、废气与固体废物处理现状的调查；以及基于生物资源的区域可持续发展相关技术与保障条件建设，如当地发展、绿色农业、创新科技相关事宜．通过搜集统计文献或政策、组织专家进行咨询研讨会、实地观测走访等方式进行深入的调查、分析与研究，探索当今长江流域生态发展的主要短板，并给出政策建议．其中，前两个子课题的研究数据将为生态环境保护设施的建设规划提供数据基础，后三个子课题则对于保护设施如何应用于实际问题有指导意义．在保障设施建成后，亦可对五个子课题的研究内容提供技术支持．整体构架如图1所示．10.13245/j.hust.221009.F001图 1长江流域生物物种资源(含基因)库及生态环境保障设施内容构架示意图2 调查结果经过调查与分析，发现长江经济带(流域)生态保护面临诸多严峻问题与挑战．2.1　生物资源长江流域拥有极为丰富的野生动植物资源[4]，其中不乏国家重点保护动植物[5-6]，但野生动植物资源存在群落调查不足、管理体系不完善、执法不到位等问题，并且随着生产力的发展，长江流域的栖息地破坏与各类污染问题亦日渐严重．这些问题致使野生动植物资源持续下降．另一方面，长江流域为我国农业和畜牧业重要的生产基地，种类和产量都较为丰富．例如，长江流域水稻产量占全国的70%，油菜籽产量占全国的99%，烟叶产量占全国的93%．种类还包括水果、蔬菜等各种经济作物，以及家蚕、生猪、禽类、鱼类等多种动物或动物制品；但长江流域的农业生物资源存在种质资源退化的问题[7-8]，同时农业和畜牧业的集约化和机械化程度不足，育种技术亦较为落后．这些问题导致长江流域的农业与养殖业的发展缓慢、性价比低，同时难以兼顾环境保护[9]．2.2　生态环境保护近年来，长江流域生物资源和生态环境保护力度不断加强，生态修复实践稳步推进，推出了多项有效机制有力举措[10]．同时完善制度，构建监测网、自然保护网，并通过生态调度、人工放养等方式恢复野生动植物的自然种群[11]．2020年更是开始了长达10年的长江禁渔期[12]．目前尚存在的问题包括生态环境保护和生物资源监测工作过于分散、缺乏统一标准；生态承载力缺乏多尺度研究，未能充分基于生态功能设计生态承载力的提高方案．用于管理的生态补偿制度缺乏全局性，导致难以落实或补偿不足等问题．这些问题造成了长江流域农业产量、质量、性价比和环境保护上的发展瓶颈．2.3　灾害防治我国在自然灾害应对方面业已建立了比较完整的行政管理系统和法律法规体系[13]，长江流域各省市亦相应制定了具有鲜明地方特色的地方法规及预警应对机制．长江流域的洪水预警技术与应对机制更是达到国际先进水平[14-15]，但其他灾害预警技术，如干旱、极端天气、地震等地质灾害的预警、应对、灾害链、灾后生态环境修复及相关配套措施的建设仍须提升．2.4　污染防治近年来，我国每年投入大量资金进行污染物处理，近年来长江流域的水质总体在优化，废气和固体废物的排放亦逐年减少，但各类污染物的治理仍存在许多难题[16-17]．我国的污染物监管机制尚不完善，同时激励和惩罚措施不够强力，导致许多固体废物的处理和污染的治理难以开展．同时许多污染物的治理和无害化技术与硬件较为落后，国外的先进技术应用较少，对于部分污染物缺乏监测手段或监测不够精准．这些问题导致了我国污染治理困难和固体废物资源化利用程度低等问题．此外，污染物预测技术、污染物监测信息化平台及相关法律制度仍须要进一步的建设与发展．2.5　相关政策长江流域的可持续发展政策多样，具有较强的针对性，为当地生态保护和绿色经济发展保驾护航，流域内亦有多家农业相关的国家重点实验室提供科技支撑．与此同时，可持续发展政策仍存在地域覆盖不全的问题，并且流域内的生物监测、绿色农业与生物产业政策落地较为困难．另一方面，长江流域的绿色科技创新平台建设参差不齐且共享程度低，管理部门分散，生物多样性的本底调查和监测机制缺失亦不利于流域的可持续发展．综上所述，长江流域绿色生物经济仍面临区域发展不平衡、产业布局同质化严重、投融资体系不健全、关键共性技术研发和转化平台布局滞后等亟待解决的问题．3 政策建议针对以上问题，提出如下政策建议．3.1　建立整体管理机制当前长江流域综合管理机制尚未建立，长江流域区域行政分割，与一些综合部门职能又有交叉，导致流域统一管理无法进行；同时，流域管理机构职能单一，无法有效承担综合协调与监督职责，导致长江流域相关政策执行力度不够．当前在资源保护、生态环境治理、灾害预警、政策落地、科技成果转化和绿色经济发展方面都存在问题，需要一个具有全局性的管理机构进行统筹规划．3.1.1　生物资源保护长江流域存在资源本底调查不足，整体规划布局不足，已规划措施不够深入细化，科技支撑仍显薄弱，保护修复管理能力有待提升，保护与修复工程尚处于探索性阶段、发挥不了实际效果等问题．如鱼类的增殖放流是恢复野生种群的有效方式，但由于管理体系不完善，长江流域出现了放流鱼类不适应环境或者干扰自然种质遗传特征、破坏生态平衡等较为严重的问题．这与对流域内野生资源与生态环境的科学研究滞后不无关系．在农业种质资源方面，我国畜禽遗传资源保护工作起步较晚，起点低、资金投入严重不足，保种体系不健全，设施陈旧，技术和管理水平落后．长江流域负责地方品种资源保护的专业机构亦缺，没有对地方品种进行有效的扶持、指导和保护管理工作；因此保护体系建设相对滞后，开展保种选育工作的难度很大，部分畜禽品种的优良性状严重退化或丢失．此外地方的保种场的管理体制滞后，不适应市场经济发展的需要；而国家级的保种场较少，很多保种场没有达到建设的标准．故须建立一个包含保种场、保护区及基因库三合一的保护体系．3.1.2　生态检测当前生物资源和生态环境监测存在生态监测站点覆盖面较窄且分散、生态监测采样规范性差、缺乏时空连续性、分工不明确、总结报告机制及周期评审制度不全等问题，故监测工作亟须标准化与规范化．并且，固废处理行业的产业化程度和产业市场集中度较低，城市固体废物的处理重点尚未放在资源化利用上；现行的管理体制无法有效促进固体废物资源化利用行业的发展，民间资本和政府投入不足．居民环境保护意识淡漠，垃圾分类没有得到落实与推广，致使垃圾回收处理困难．此外，在环境污染物排放量预测方面的技术投入和应用较少，仍多表现为“先污染，后治理”．然而，长江流域生态补偿制度不够完善，“谁开发、谁保护”等环境保护原则尚未落到实处，因此须构建具有全局性的长江全流域生态补偿实施、监督和评价机制．在当前计算机信息技术迅速发展的前提下，须要建立完善的地表-水下全覆盖的在线监测系统，不断研发先进的监测技术，加强国际交流，提升监测人员的综合素质和工作能力，结合实际情况，组织工作人员做好日常的培训，要求工作人员在实际工作中，严格落实行业标准，做好仪器校准工作，控制好实际出现的偏差，制定严格的监测制度，做好系统性能的审核，建立完整的管理机制，做好监测信息的传递与跟踪，提升实际的工作质量．同时合理使用物联网技术，加强对未来环境污染物排放量的预测，方便管理层根据预测结果分别对大气环境、水环境、固体废物提出控制规划，制定有效的减排政策．3.1.3　灾害预警应对重大自然灾害风险预警和防控指挥体系的建立是一项系统工程，在建立过程中要坚决贯彻落实预防为主的原则，要以各级政府和相关政府部门及民间社会组织为主体，从具体的国情出发，科学配置公共资源，以动员社会各方力量为依托，以提高应对重大自然灾害的预警能力和有效防控和化解各类风险为目标，重点要做好以下工作．a. 建立和完善重大自然灾害风险预警和防控指挥体系．这是应对重大自然灾害预警和防控工作的核心．高效的重大自然灾害风险预警和防控系统必须具备以下条件：具备组织协调各方力量、具体进行专业指导和现场实施应急处理的权威和能力；可以在众多的行业性、专业性、部门化指挥机构的基础上，适时进行横向联动、纵向整合、理顺职责、形成整体合力；在最短时间内做到统一各方力量、行动上高度协调、共享各类资源．b. 政府的重要职责是提高公民应对重大自然灾害的参与意识和自救互救能力．有关部门要采取措施，尽快提高广大群众的防灾避险意识和能力．这在那些重大自然灾害多发地区尤为重要，防灾避险意识和能力更应该成为公民必修课，以备不时之需．目前长江流域内各类自然灾害预警应对平台众多，但平台之间缺乏协调，限制了流域内的灾害预警水平．同时流域内的自然灾害预警与灾害后果评估尚未充分考虑环境、生态及物种资源保护，灾害防治部门与环境监测保护机构合作方须对此类问题进行分析应对．此外，自然灾害的危害多是链式的，一类灾害的发生往往会造成其他多类灾害．因此，一个完善的灾害预警平台还应具有完整的多灾种、灾害链预警技术与应对机制，是一个考虑生态环境及物种资源保护的流域性或地区性自然灾害预警的应对平台．3.1.4　经济发展长江流域可持续发展尚未形成规模化、制度化的合作机制，亦没有建立长江流域统筹全局的保护机制．各地针对水生态、土地生态各自为政，故生态保护整体效率较低．并且，在生物产业的发展中，长江流域绿色生物经济仍面临政策支持不足、区域发展不平衡、产业布局同质化严重、关键共性技术研发和转化平台布局滞后、投融资体系不健全等亟待解决的问题，这些问题导致了大量科技成果转化落地困难，科技对产业的支撑作用没有得到应有体现．而长江流域各省市的竞争大于合作，尚未形成区域合力，亦未体现出地域特色，布局不尽合理，表现出“小、散、低”的显著弱点．整体管理机制的建立可有助于长江流域经济发展的统筹规划，促进各地合作共赢．3.1.5　其他完善制度的同时，亦须加大人才培养力度，提升监测人员与管理人员的跨学科跨专业素养，从而提升管理与监测工作水平．一方面要加强基层管理队伍的培训工作，加强职业道德建设，端正工作态度，提升服务意识，建立完善的考核机制，积极培养其良好的创新精神和职业奉献精神，激发其在实际工作中的积极主动性，使环境保护、资源开发，绿色经济发展工作深入基层，确保国家有关政策法规能够得到全面贯彻落实．另一方面，要加强培植研发精密监测仪器测量与操作、环境信息学、动植物遗传育种等专业人才，并建立完善的奖惩机制，明确工作标准，培养科研人员的创新精神，激发其工作积极性．针对目前存在的生物资源综合利用水平低，灾害防治缺乏整体规划协调、社会参与程度不高，科研平台和力量布局不够合理、信息共享程度不高等问题，必须采取进一步的措施来积极应对，以实现习近平总书记多次强调的“走生态优先、绿色发展之路”、“共抓大保护、不搞大开发”，努力把长江经济带建成生态更优美、交通更顺畅、经济更协调、市场更统一、机制更科学的黄金经济带．因此，为保障平台高效共享，政府可通过立法、完善共享管理政策和制度、设立专项资金、加强申购审批、建立绩效考核、加强信息维护等措施实现．同时，可在政府的统一规划下引入专业的第三方团队进行市场化运营，提高平台建设的灵活性，使平台服务更贴近市场需求，为客户提供更多便利．平台的建立亦可完善保护管理体系，建立统一、完整的管理机制，做好监测信息的传递与跟踪，以实现对长江流域的统筹规划，对各地区生物资源进行有效保护与合理开发，对各地区绿色农业发展进行整体规划与对接，突出合力与特色，衔接发展，实现全流域的保护与发展双赢．3.2　出台“长江保护法”，对相关法律进行补充与完善通过加强法制建设，加快动植物保护、环境污染与治理、自然灾害等相关立法工作的完善和调整工作．从生态优先、保护第一的要求出发，进一步规范和处理好保护与利用、保护与发展之间的关系．亟须法律保护的包括以下几个方面．3.2.1　野生生物资源当前各种野生动植物资源保护法律法规相应的配套规章尚不健全或缺失，例如：保护名录严重滞后，管理人员缺乏专业知识，执法人员对破坏野生动植物的行为打击力度不够，保护野生动植物的法制宣传乏力，人民群众对野生资源的保护意识不足．结果导致盗采、盗挖、盗猎野生动植物，非法收购、贩卖野生动植物及其产品，放生外来动物甚至入侵物种的现象时有发生，对资源的破坏较为严重．产生这种情况的部分原因为：现有法律法规条文中，原则性规定的内容多，可操作性的内容少，违法者责任不清或偏轻，民事责任、刑事责任规定不健全等，造成保护管理、具体执法上有一定难度．建议出台与《中华人民共和国野生植物保护条例》等相关法律配套的地方法规，明确有偿使用野生动植物资源的规定，确定非法使用野生动植物资源的立案标准，明晰森林补偿征收的执行准则．同时研究人员每隔数年须根据野生资源的动态及时更新保护动植物名录，保护区工作人员应认识当地保护物种并进行宣传，对于非重点保护的野生动植物资源的破坏亦须要进行打击和限制．3.2.2　农业种质资源凭少数品种维系的农业与畜牧业不可能持续发展，只有保持农业种质品种遗传的多样性，才能满足人类社会经济和自然发展的需要．然而，由于民间的乱交乱配，导致品种混杂，优质、纯粹的地方品种数量严重下降，遗传多样性变化很大．同时外来品种的引入亦使得我国特有品种的生存空间受到进一步的冲击．目前国家缺少负责此方面的专业机构，亦缺少对地方品种进行有效的扶持、指导和保护管理工作．国家畜禽遗传资源保护制度的建设有助于对优秀的农业资源给予及时的保护，有助于人民意识到遗传资源的重要性，保护农业资源多样性亦符合中国人民和世界人民的利益．3.2.3　固体废物处理经过多年的实践，我国已经初步建立了一套针对城市固体废物处理的法律体系，然而与发达国家相比，我国这方面的建设还不够完善，许多规定过于原则化，缺乏可操作性．例如法律法规中忽视了从源头上减少固体废物量的重要性，忽视了社会公众的责任，与此同时缺乏强有力的、长期的激励体制和制约措施．到目前为止，我国关于固体废物的法律仅有一部《中华人民共和国固体废物污染环境防治法》，对于固体废物资源化综合利用相关的法律、法规还处于空缺状态，这使得固体废物处理缺乏实施细则和法律保护，难以有效地开展．3.2.4　自然灾害预防与应对纵观我国跟自然灾害相关的主要法律法规和长江流域省市对自然灾害的应对机制可以发现：自然灾害预警应对以保护人民生命财产、降低经济损失和维护社会稳定为主要目的，对自然环境和生态保护近些年才逐渐得到重视，但如何预警、如何评估灾害对环境及生态的破坏及如何评估预警技术的环境生态保护效果尚是须要解决的科学、技术、管理及法律问题．已有的相关法律法规在明确职责划分上亦有完善的空间．此外，全球变暖带来的新问题、灾害链、灾后自然环境与生物资源保护等问题，亦须要在自然灾害预警应对的法律法规中得到应有体现．3.3　建设科技资源大数据共享平台长江流域的发展瓶颈除了制度和机制问题外，关键的问题之一仍为科技水平，即科技支撑能力不足．为此，建议规划建设综合性的国家科技平台“长江流域生物物种资源(含基因)库及生态环境保障设施”(以下简称保障设施)．其职能囊括：建设长江流域生物资源(含基因)库、设立生物多样性(包括稀有物种)保护区、构建“天空陆水潜”五维一体的生态环境和灾害监测预警体系、构筑流域统一的数据云平台、开发生物资源保护和可持续利用技术等重要建设内容．大数据技术已涉及我国人民生活的方方面面，在新型冠状病毒疫情防控中亦发挥了重要作用．大数据技术亦可应用于野生动植物资源的保护和利用中．建设大数据平台可对长江流域的生物资源数据进行整合与完善，数据的动态监控亦可帮助相关人员发现问题、及时纠正．调研中发现：长江流域野生动植物资源虽然丰富，但存在本底调查不足、信息共享度低、生物资源衰退严重等问题．目前，长江流域尚无一个整体的野生动植物数据库，尽管许多地区已配置了较为先进的设备进行监测，例如小型发报机等电子追踪设施已广泛应用于珍稀野生动物的追踪，但资源、环境及动态等方面的相关监测数据及成果往往分散在不同单位、部门中，缺乏一个统一的平台进行数据整合，收集极为困难，因此须要建设全流域统一的大数据云平台．此外，须要开展长期和持续性的生态环境、野生动植物资源、农业生物资源、污染物水平和气候状态的调查与监测，实现对资源和环境状态的动态把控．个人、各单位的调查与监测的结果可及时与大数据平台同步，完善专业检测和社会检测相结合的社会风险检测体系，为平台的时效性提供支撑，亦可提高污染防治与生物多样性调查的社会参与度．完善的数据可为合理利用长江流域动植物资源、有效保护长江流域生态环境、灾害预警和灾后处理、制定可持续发展政策和合理发展绿色经济提供科学依据．另一方面，保障设施可加强生物技术研究及其与信息技术的融合发展，注重科技成果的转化和实际应用推广．通过打造全流域科创平台和科技信息资源共享机制，可充分发挥政府在科创平台共享中的主导作用，围绕重点产业、重点领域的重大需求，加快制定科创平台开放共享的战略构架与考评机制，畅通科技资源的市场配给渠道．例如当前长江流域较为粗放的养殖模式导致养殖业的发展与资源、环境的矛盾不断加剧，因此加强养殖业的集约化和机械化、构建新型生态养殖模式的需求迫切．此外，大数据平台的基因资源可为新型育种技术进行支撑．目前重要养殖品种的种质资源研究不能满足良种培育需求，亟待加强对优良品种的保护、对遗传育种理论体系的研究和新技术的应用推广，如与经济性状有关的功能基因的定位、分离和克隆研究，构建经济鱼类的遗传图谱等．通过科创平台，可加强对基因遗传育种和新型养殖技术的研究及对先进的养殖模式进行推广．当前我国水污染、大气污染和固体废物污染的治理和无害化技术较落后，国外的先进技术应用较少，资源化利用程度低，需要保障设施这样的科研创新平台对此类技术进行研究和推广．目前，长江流域不仅在污染物处理与污染源监测技术上存在较大缺陷，与此同时环境监测预警方面亦存在严重不足，须要全面建立在线自动监测系统，搭配齐全的环保设施进行污染防治管理与生态修复，建立及时反应环境状况的环境监测预警体系，保障设施可与环境监测系统结合，大大提高环境管理能力、促进环保产业正规化发展、满足现代环境管理需求、解决环境纠纷问题．保障设施作为大型科创平台的功能亦可用于自然灾害预警方面．当前长江流域各省市相应制定了具有鲜明地方特色的地方法规及预警应对机制，一些灾害的预警技术已经到达国际同类预警水平．流域内各省市大多开发了自然灾害预警及应对平台，并基本已投入使用．美中不足的是此类平台大多针对单一灾种或一到两个灾种，且平台之间协调不足，而保障设施的建设可以弥补这一短板．另一方面，平台应尝试将高新技术应用于长江流域自然灾害预警与应对中，加强对干旱、极端气候、灾害链的预警技术水平．例如进行大规模的数值模拟和大数据分析等新技术的应用，考虑多灾种、灾害链的预警和应对．对于基础数据的采集，例如监测预警单体地质灾害隐患点，可推广应用遥感、无人机、合成孔径雷达干涉测量技术(interferometric synthetic aperture radar，InSAR)、激光探测及测距系统(light detection and ranging，LiDAR)等先进技术装备，并研究如何将先进的排查技术装备与长江流域的群测群防工作结合起来，为群测群防提供强有力的科技支撑．同时平台可结合生物资源本底调查数据，充分考虑自然灾害预警与环境、生态及物种资源保护的关系．保障设施应成为一个高水平智能环境监测预警的可视化平台．将计算机技术、遥感技术、大数据技术更广泛地应用到监测预警体系中，建立共享自然、社会、经济发展的数据库，结合空间信息系统(geographic information system，GIS)实现数据库的管理和应用，不断完善现有预警评估模型，结合我国国情，实现不同方向和不同层面上的宏观整合，构建实用、完整的水环境监测预警体系．平台的建设将大大提高长江流域的环境规划管理能力．4 结语长江流域急须加强新技术的开发研究工作，对于具体的技术研究方向可借鉴发达国家的先进经验，同时结合我国国情，因地制宜地研究和制定保护与开发政策．保障设施相比现有平台，应进一步提高平台系统的智能化与可视化水平，以加强其作为工具平台的方便性与实用性．这类综合性平台的建设有利于构建“天空陆水潜”全覆盖、一体化的生态环境和灾害预警监测体系，实现数据共享；充分认识信息化与环境保护间的关系，健全流域环境信息之间的高效联动机制，充分发挥产、学、研及社会各方在产业发展、科学研究、社会监督等方面的主观能动性，更好地实现环境信息数据在长江流域生态修复、环境保护、可持续发展和灾难预警中的应用．通过数据分析应做到：a. 及时了解动植物种群数量变动趋势，便于对濒危野生动植物进行拯救繁育工作，确保物种延续，并可加入对土壤和水环境中微生物资源及微生态系统的调查应用；b. 加强对未来环境污染物排放量的预测，提出控制规划，制定有效的减排政策；c. 构建生态系统水平的大水域生态养殖与环境控制技术体系，研究完善的生态容量、养殖容量和环境容量的评估技术，制定可持续生态养殖发展规划；d. 完善生态补偿实施、监督和评价体系，构建长江流域整体规模化制度化的合作机制，实现生态保护效益最大化．建设保障设施是落实习近平总书记关于“长江经济带发展必须走生态优先绿色发展之路”战略构想的重要举措，是长江经济带(流域)建设生态文明社会的重要支撑，是发展绿色生物经济的重要条件保障，还可助力我国可持续发展战略和创新驱动战略的实施，亦是我国建设科技强国的重要科技设施内容之一．特别是对推进包括湖北省在内的长江流域国家级创新体系建设和发展高端生物经济提供了最为重要的条件支撑与保障！